控制系统;电动开闭组件反馈便盖的位置信息给的单片机控制系统;然后单片机控制系统收到的信息，通过精确的算法处理，对便盖的打开或关闭以及转动速度进行精准控制。

　　科技在不断的进步和完善，在物质文化生活和精神文化生活不断提高的同时，为了满足人们的视觉和舒适度，智能马桶得到迅速的发展。截至目前，智能马桶在日本、韩国从家庭到宾馆市场使用普及率已达到90%以上，在欧美已普及达到35%以上，而中国市场只不到百分之二。由此可见，智能马桶在中国具有非常大的市场潜力。而人们处于方便、卫生的考虑，特别是公共场合，马桶的便盖自动开闭功能将得到大量的应用。本文将针对这一功能，介绍一种智能马桶便盖自动开闭控制系统。

　　工作原理：首先由微波感应模块检测到有人靠近或离开，发送信息给单片机控制系统;电动开闭组件反馈便盖的位置信息给的单片机控制系统;然后单片机控制系统根据这两条信息，通过精确的算法处理，对便盖的打开或关闭以及转动速度进行精准控制。

　　相比于红外感应模块，微波感应模块不像用红外感应模块那样需要开一个红外线感应窗口，从而使整机保持了完整的外观。

　　微波感应模块采用LSB102。LSB102是一款多普勒微波感应器。其拥有适用性极强的平面微带天线及微小的功耗，在近距离探测目标的移动及智能控制方面一直保持着独特的优势。当微波感应器在范围内检测到有物体有大动作产生后，立即判定有人，并且输出有人信号(高电平)约1秒。每检测到大动作信号之后的约1秒内为激活状态，激活状态中，检测到小动作信号也判定为有人。若在激活状态的约5秒内一直没有检测到大信号，则恢复初始状态，Output输出低电平。

　　电动开闭组件采用TSL300。电动开闭组件包括直流电机、位置反馈传感器和相关结构件，如图2。

　　直流电机是12 V直流电源驱动的直流电机，可实现正转或反转，同时转动角度不同输出不同的电压信号，对应关系如图3所示。控制方式采用PWM控制。

　　本系统单片机选用R5F1006A，R5F1006A是一种可编程可擦除，自带PWM输出功能的16位微处理。将R5F1006A的管脚P0.0设置为输入口，连接微波感应模块的信号输出口，接收微波感应模块的信息。将R5F1006A的管脚P3.0设置为输入口，连接电机位置反馈传感器，接收便盖的位置信息。用R5F1006A的PWM输出管脚TO00和管脚TO01分别控制电机正转和反转，正转对应开盖，反转对应关盖。

　　当靠近时，微波感应模块检测到有人，给单片机发送高电平信号。单片机控制电机正转打开便盖，并根据电机位置传感器反馈角度，单片机经过内部算法处理，在管脚TO00输出相匹配占空比的PWM波驱动电机转动。具体电机位置角度、反馈电压信号、电机控制占空比对应关系如表1。

　　如图4所示，便盖在角度0°到60°时，单片机管脚TO00输出占空比为100%的PWM波驱动电机转动，即输出高电平;便盖在角度60°到90°时，单片机根据图中角度和占空比关系，计算出占空比X，管脚TO00输出占空比为X的PWM波驱动电机转动;当便盖角度大于90°，单片机管脚TO00输出占空比为0%的PWM波驱动电机转动，即输出低电平，便盖依靠转动惯性到达120°位置，从而完成整个便盖打开过程。整个过程，单片机管脚TO01输出低电平。

　　当离开时，微波感应模块检测到无人，给单片机发送低电平信号。单片机控制电机反转闭合便盖，并根据电机位置传感器反馈角度，单片机经过内部算法处理，在管脚TO00输出相匹配占空比的PWM波驱动电机转动。具体电机位置角度、反馈电压信号、电机控制占空比对应关系如表2。

　　如图5所示，便盖在角度120°到90°时，单片机根据图中角度和占空比关系，计算出占空比X，管脚TO01输出占空比为X的PWM波驱动电机转动，当占空比为负数时，管脚TO01输出低电平，管脚TO00输出相应占空比的PWM波驱动电机转动;当便盖角度小于90°，单片机管脚TO01输出低电平，管脚TO00输出占空比为50%的PWM波驱动电机转动，直到便盖达0°位置，管脚TO00和管脚TO01都输出低电平，从而完成整个便盖闭合过程。

　　采用集成电路RZ7899，对直流电机进行正反转驱动控制。RZ7899可通过PWM调速，但频率不能太高，否则RZ7899发热厉害。

　　本系统单片机选用日本瑞萨公司的R5F1006A，使用PWM功能时，需将2 个定时器通道成对使用，能生成任意周期和占空比的脉冲。

　　当用作PWM 功能时，主控通道进行递减计数，在计数到“0000H” 为止的期间为PWM 输出(TOmp)周期。

　　从属通道用作单次计数模式。以主控通道的INTTMmn 中断为开始触发，将TDRmp 寄存器的值装入TCRmp寄存器，并且进行递减计数，计数到“0000H” 为止。当计数到“0000H” 时，输出INTTMmp 中断，并且等待下一个开始触发(主控通道的INTTMmn)。

　　当用作PWM 功能时，从属通道进行递减计数，在计数到“0000H” 为止的期间为PWM 输出(TOmp)的占空比。

　　在从主控通道产生INTTMmn 中断并且经过1 个时钟后，PWM 输出(TOmp)变为有效电平，并且在从属通道的TCRmp 寄存器的值变为“0000H” 时变为无效电平。

　　程序设计思想：首先上电后让便盖关闭，让系统进入待机状态。当检测到靠近时，控制电机以合适的速度正转，打开便盖，以便用户使用;当检测离开时，控制电机以合适的速度反转，闭合便盖，系统进入待机状态。

　　随着马桶智能化程度的提高，便盖自动开闭是马桶智能化必不可少的功能。马桶便盖自动开闭控制技术，将得到广泛的应用，给人们带去更加方便、时尚的使用体验。

　　严刚(1984-)，男，嵌入式研发工程师，主要研究方向：智能家用电器基础技术研究及产品应用。